制动试验台（精选8篇）
制动试验台 篇1
我国GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》规定制动性能检测可用平板式制动试验台,也可以使用反力式滚筒制动试验台。平板式制动试验台是在汽车运行状态下检测制动性能,与汽车实际行驶中的制动相似,是一种动态检测;而反力式滚筒制动试验台是提高为测定作用在测力滚筒上车轮制动力的反力,检测车辆制动性能的装置,是一种稳态检测方式。
1 平板式制动试验台
平板式制动试验台是由测试平板、传感器、数据采集系统等构成的集称重、制动性能测试为一体的汽车检测设备。
检测时,被检车辆以2km/h~10km/h车速驶上测试平板,操作员根据显示信号踩下制动踏板,使车辆在测试平板上制动直至停车。与此同时,数据采集系统采集制动过程中的全部数据,并作分析处理,然后把制动性能的测试结果显示出来。
平板式制动试验台能检测出汽车行驶制动过程中重心前移后的制动效果。
在平板式制动试验台上检测制动性能时,汽车比较接近实际行驶状态,具有与实际行驶制动中完全相同的受力情况,如图1所示,图1中忽略了汽车滚动阻力偶矩、空气阻力以及旋转质量减速成时产生的惯性力偶矩。
Xb1——前轮制动平板制动力;Xb2——后轮制动平板制动力;Z1——制动平板对前轮的法向反作用力;Z2——制动平板对后轮的法向反作用力;L——汽车轴距;G——汽车重力;a——汽车质心至前轴中心线的距离;b——汽车质心至后轴中心线的距离;Fj——汽车的惯性力;hg——汽车质心高度。
对后轮接触制动平板点取力矩得
Z1L=Gb+Fjhg
由上式可以看出,汽车在制动平板上制动,作用在汽车质心上的惯性力(Fj)使用权车辆质心前移,从而增大了平板对前轮的法向反作用力(Z1)。前轮在平板制动力(Xb1=Z1φ,φ为平板附着系数)也随着Z1的增加而增加。由于轴荷前移,平板对后轮的法向反作用力Z2减小,后轮制动力Xb2也随着减小。平板式制动试验台检测的是动态汽车,因而能够反映出汽车行驶制过程中轴荷重新分配的制动效果——前轮制动效果因汽车惯性力的作用而提高。
2 反力式滚筒制动试验台
在滚筒式制动试验台上测量制动性能时,汽车是静止不动的,试验台滚筒转动,制动过程中没有质心前移引起轴荷的再分配问题。因此滚筒式不能检测出车辆行驶过程中的制动效果。测得的最大制动力与测试车轮的安置角、非测试车轮的制动性能、滚筒的附着系数有关。
在采用工业控制计算机为核心的多功能测试系统中,检测站检测单元及业务节点采用Windows2000Server和Microsoft Windows2000 Professional系统平台。系统数据库采用Microsoft SQL Server 2000标准版本。应用TCP协议建立网络通讯平台,实现拓扑QS结构网络构架。检测系统采用Visual C++6.0开发系统,数据库统计采用Delphi开发语言。
2.1 反力式滚筒制动试验台工作原理
FZ-10C型反力式滚筒制动试验台是欧洲模式的制动检验台,具有较大滚筒直径和较高测试速度,滚筒表面为新型的高性能高附着系数的粘结材料,并带有第三滚筒停机装置等特点,可对汽车左、右最大制动力、阻滞力、制动力平衡等项目进行测试。该试验台采用全自动工作方式,配备有RS-232通讯接口,方便联网。电气仪表部分带有轴重信号处理单元。FZ-10C型反力式滚筒制动试验台由左右各一对滚筒、电动机、减速器、传动链、测力传感器和指示、控制装置等组成。检测时,汽车一轴车轮停在滚筒上(其余车轴的车轮支撑在地面上),电动机驱动滚筒带动车轮转动,达到检测车速后,驾驶员急踩制动踏板制动车轮,电动机仍继续驱动滚筒转动,向车轮施加一个与制动力矩方向相反的力矩,直到车轮制动才停止转动。此时,测力传感器测得的滚筒对车轮的切向摩擦力即是该检测条件下需检测的车轮制动器的制动力。图2是车轮在检测时的受力情况。
根据力学平衡原理可以列出下列关系式:
联立上式解得:
当车轮制动时,试验台所能提供的附着力Fφ为:
其中:G为车轮所受的荷重;d为滚筒直径;L为滚筒中心距;D为被检车轮直径;N1、N2为滚筒对车轮的法向反力;F为支承在地面的非测试车轮通过车桥对受检车轮轴产生的水平推力;FX1、FX2为滚筒对车轮的切向反力;α为安置角;φ为滚筒与车轮表面的附着系数;Mμ为车轮所承受的制动力矩。
由此可知滚筒直径和滚筒中心距是制动台的主要结构参数。检测车轮制动力时,在受检车轮不发生后移、滚筒表面附着系数和非受检车轮的水平推力一定的情况下,滚筒直径和中心距越小,检测的制动力就越大。
2.2 反力式滚筒制动试验台特点分析
试验表明,不同的主从动滚筒高度差在一定范围内对示值的影响不大,主从动滚筒高度差与制动力示值成反比,主要原因是车轮所承受反力发生改变。从这个角度讲,增大滚筒高度差对于制动力的检测并无益处。
3 两种制度试验台测试结果比较
采用检测中心于2001年引进的金杯SY6480A1F/E面包车分别在GB-SK-300平板式制动试验台和FZ-10C型反力式滚筒制动试验台检测系统进行了试验验证。金杯SY6480A1F/E面包车轴(荷)重测量情况如表1所示。
表2是分别采用GB-SK-300平板式制动试验台和FZ-10C型反力式滚筒制动试验台直接测量的结果进行对比。从表中的测试结果可以看出,两种制动台测量的结果都反映出各自的特点,并符合国家相关标准要求,说明两个测试系统是成功的。
4 结束语
影响制动性能检测结果的因素很多,在遇到具体问题时应加以具体分析,找出影响制动性能检测结果的内在因素,使检测结果更加具有公正性、科学性和合理性。一般在使用制动试验台检测制动力时,需要注意下列事项:
(1)平板式制动试验台检测的是动态汽车,因而能够反映出汽车行驶制动过程中轴荷重新分配的制动效果,使得因汽车惯性力的作用而提高;空载乘用车在平板制动台上检测,所检测的前/后轴制动力分配比为80∶20,不仅与设计前/后轴制动力分配比相接近,而且与乘用车空载或满载制动时的前/后轴动态轴重分配比相接近,所以,空载乘用车是最适合于在平板制动试验台进行制动性能检测。
(2)滚筒式制动试验台上测量制动性能时,汽车是静止不动的,由滚筒带动车轮转动,制动过程中没有质心前移、起轴荷的再分配问题,不能检测出汽车行驶过程中的制动效果;滚筒式制动试验台结构参数(如安置角α、滚筒附着系数φ、主从动滚筒高度差)的差异对检测结果有明显的影响,为了提高滚筒式制动试验台的检测准确性,应根椐车辆的类型、荷重、车轮半径、轴距等参数选择相应的制动试验台进行检测;加强车辆检测前的检查,检测轮胎表面的技术状况,轮胎气压是否符合规定及左右轮胎的一致性;在条件许可的情况下,采用平板式制动试验台进行测试;设置限制汽车后移的辅助措施;在汽车上增加
适当的附加质量或相当于附加质量的作用力;在条件许可的情况下,按额定承载质量选择反力式滚筒制动试验台进行测试。
摘要：本文汽车检测站使用的反力式滚筒制动试验台和平板式制动试验台的检测数据进行比较,详细分析了各种相关因素对汽车制动检测性能的影响,以及正确选择和使用反力式滚筒制动试验台和平板式制动试验台的方法。
关键词：反力式滚筒制动试验台,平板制动试验台,制动力,性能,制动力平衡
参考文献
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电子制动稳定系统可靠性验证试验 篇2
关键词：制动系统 ；电子控制；汽车
电子控制制动系统EBS，其自身的机制原理要远比ABS控制系统更加的先进，所具有的各方面性能都更有优势。但是由于该技术属于一门新兴科技，其技术的应用应当要采取科学合理的措施来加以应用。下文主要针对电子控制系统的应用技术进行了全面详细的探讨。
一、基本原理
电子控制制动系统是比ABS防抱死系统更加先进的下一代制动产品，该制动系统之中同样集成了ABS防抱死系统所具有的全部功能以及常规制动系统之中所存在的相关功能，并且利用电子控制的方式，来达到制动的目的，从传统意义上来说，这也被称之为是防抱死、防侧滑功能的综合实现。此外，在有需求的情况下，还能够直接在该系统上进行相应的电子功能拓展，如此以来，便能够直接在系统上进行电子稳定性控制、巡航控制等方面功能实现。
二、拓展技术
现目前，以EBS作为基础来形成的拓展技术，主要有自适应巡航控制系统、电子化稳定系统、缓解系统、智能预警系统、紧急制动系统等多个方面的尖端科技技术。
1、电子稳定性控制系统（ESC）。ESC属于一种功能丰富的电子稳定控制系统，这类系统能够针对路面高低系数，进行不同的滑移、侧翻、偏航等控制，并且利用CAN网络总线、转轮速感器、转向角传感器、横摆角速度测量仪、加速测量仪等方面传感器所获得各方面数据，在经过动态性的处理之后，其分析的最終结果，便是对侧翻稳定性进行控制的重要参数，在大量实际数据的分析基础上，来达到了对于汽车动力、制动等系统的控制目的。
2、自适应巡航控制系统（ACC）。ACC系统主要是将电子控制制动系统相应原理，来组作为了ACC主动安全性的核心构成部分，这一系统在全天候的条件因素下，对于汽车本身的防撞起到了至关重要的作用。ACC系统本身主要是通过ECU以及雷达传感器等设备所构成，也就是在以往的电子控制制动系统基础上，来增加相应的ACC模块，便可以达到自适应循环控制系统运行的功能。
3、自动紧急制动系统（AEB）。AEB系统，是车辆运行过程中极为重要的自动紧急制动系统，该系统本身主要是利用电子控制制动系统以及对发动机扭矩进行控制的方式，来进行制动处理，也就是在驾驶员本身还没有意识到碰撞现象快要发生的时候，系统便自动的进行干预，从而达到缓解碰撞甚至是避免碰撞的目的。
三、应用技术
1、系统的方案设计。EBS根据应用车辆的不同，主要方案为4S4M（4通道）和6S6M（6通道）。6S6M相对于4S4M为增加了1个第三桥的桥控模块和2个轮速传感器。一般4×2的车型采用4S4M，6×2和6×4的车型推荐采用6S6M。
2、系统零部件的应用设计。系统包括气路、电路和轮速传感器等几个部分的应用。
第一，齿圈的应用。当齿圈在轮毂上进行安装之后，能够和轮毂达到过盈配合的目的。通常情况下，科学合理的配合公差值应当是H8/s7。其齿圈在实际安装操作过程中所应用的方式有两种：加热安装法，也就是将齿圈加热到180-200℃之后，对其进行保温5-8分钟，如此以来，安装过程中也就无需较大外力的施加；压装法，通过专用工装压床的方式，来对于整个齿圈进行较为均匀的压力施加。但是在施加力量的过程中，禁止通过硬物敲打的方式，防止齿圈形状以及表面受到影响。安装完成后，其轴向偏差应当要维持在<0.2mm，相邻齿圈高度差异范围则要维持在<0.04mm的规范参数下。
第二，传感器的应用。一般情况下，其前轴传感器是直接紧套在安装孔位之上的转向节、制动底板，而车辆的后轴在进行安装的过程中则是需要一个固定传感器的夹持体来进行相应的固定，并且该夹持体本身务必要直接安装在一个静止的轴部分，同时使其能够具有足够的稳定性，以此来最大限度的避免振动所可能产生的影响。传感器本身的轴向务必要直接垂直于齿圈的径向位置上，其中的最大偏差数值，应当要维持在±2.5°。并且在进行安装的过程中直接把其中衬套涂抹想相应的润滑脂，并且在其中装入相应的夹紧套，要保证凸缘与夹紧套相接处，之后再直接把传感器推入到相应的接触齿圈之中，在轮子本身进行转动之后，齿圈能够和传感器形成一个相应的间隙。
第三，传感器与齿圈的配合。在进行设计、布置、初次安装完毕之后，其齿圈以及传感器所呈现出来的状态，应当要完全保持相应的垂直对中，并且不能够出现任何间隙现象。传感器以及齿圈在进行配合良好之后，会由于齿圈之中的端跳以及车轴之间所存在的间隙现象，其传感器被直接推开一个不超出0.7mm间隙。
第四，其他零部件的应用。前桥之上所存在的电磁阀，以及制动气室之间所存在的连接管应当要最大限度的保持在一个较短的长度上，最长数值不能够超出1.5m，其气管的直径则应当要>9mm。相应的电磁阀排气口应当要朝下进行安装，偏差的范围值应当要在±30°之间。在安装完成之后，务必要对其进行电磁阀测试。
制动信号传输器在进行安装的过程中，其传输器周围不能够有任何强磁物质的存在，否者在传输器运行的过程中，就极有可能会导致制动传输器的运行状态受到影响。相应的中央控制模块、备压阀等几个应用部分，都应当要和常规的ABS产品完全保持一致。
四、结语
综上所述，本篇文章主要对系统运行过程中的各方面基本原理，以及通过EBS技术来进行相应拓展的技术发展进程，深入的阐述了系统运行过程中的相关方案设计问题，零部件在实际应用设计、试验等方面所得出的经验，都帮助汽车工程师在对整车进行设计的过程中提供更加完善的设计思路以及设计措施。
制动器试验台的控制方法分析 篇3
忽略车轮自身转动能量, 将路试指定的车轮制动承受的载荷在车辆平动时所具能量等效转为试验台上飞轮和主轴等的转动能量, 相应的转动惯量为等效转动惯量。试验台主轴等不可拆卸机构的惯量为基础惯量。可拆卸飞轮的惯量加基础惯量称为机械惯量。
如果所能得到的所有机械惯量中不含有与等效转动惯量相等的情况, 则可以把机械惯量设定为某个可以得到的机械惯量数值, 然后在制动过程中, 让电动机在一定规律的电流控制下参与工作, 补偿由于机械惯量不足而缺少的能量, 从而满足模拟试验的原则。
一般假设试验台采用的电动机的驱动电流与其产生的扭矩成正比 (本题中比例系数取为1.5A/N·m) ;且试验台工作时主轴的瞬时转速与瞬时扭矩是可观测的离散量。
因制动器性能复杂, 电动机驱动电流与时间的精确关系很难得到。常用的计算机控制方法是:把整个制动时间离散化为许多小的时间段, 然后根据前面时间段观测到的瞬时转速与/或瞬时扭矩, 设计出本时段驱动电流的值, 此过程逐次进行, 至完成制动。
评价控制方法优劣的一重要数量指标是能量误差的大小, 本题中的能量误差是指所设计的路试时的制动器与相对应的实验台上制动器在制动过程中消耗的能量之差。通常不考虑观测误差、随机误差和连续问题离散化所产生的误差。
解答以下问题:设车辆单个前轮的滚动半径为0.286m, 制动时承受的载荷为6230N, 飞轮组由3个外直径1m、内直径0.2m的环形钢制飞轮组成, 厚度分别为0.039 2m、0.078 4m、0.156 8m, 钢材密度为7 810kg/m3, 基础惯量为10kg·m2, 假设制动减速度为常数, 初始速度为50km/h, 制动5.0s后车速为零, 计算驱动电流。建立电动机驱动电流依赖于可观测量的数学模型。
对于与所设计的路试等效的转动惯量为48kg·m2, 机械惯量为35kg·m2, 主轴初转速为514r/min, 末转速为257r/min, 时间步长为10ms的情况, 用某种控制方法试验得到数据。请对该方法执行的结果进行评价。
按照第3问导出的数学模型, 给出根据前一个时间段观测到的瞬时转速与/或瞬时扭矩, 设计本时间段电流值的计算机控制方法, 并对该方法进行评价。
1 模型假设
1) 制动器在恒力的作用下产生恒定制动力矩。
2) 路试路时的车轮载荷可认为是等效重力。
3) 状态下, 模拟实验和实际路试系统转速始终保持一致。
4) 不考虑观测误差、随机误差和连续问题离散化所产生的误差。
2 模型建立
2.1 问题1
由条件“电动机的驱动电流与其产生的扭矩成正比, 本题中比例系数取为1.5A/N·m”, 确定t时刻电动机的驱动电流ie (t) 与电动机产生扭矩Me (t) 的关系式如下:
ie (t) /Me (t) =1.5 (1)
进而得到Me (t) 的表达式:
Me (t) =ie (t) /1.5 (2)
在电动机不提供能量补偿的前提下, 制动力产生的制动力矩Mc (t) 与等效转动惯量Jm、飞轮瞬时转速ω之间有如下关系:
Mc (t) =Jmdω/dt (3)
根据假设, 在车轮角速度与飞轮角速度总相等的理想状态下, 制动机在模拟实验中的输出功率Pb (t) 和在实际路测时的输出功率Pa (t) 是相等的, 于是可以推导出如下方程组:
undefined
化解可以得到:
undefined
当对等式两边取Δt→0时, 求解上式, 可得ie (t) 的表达式如下:
ie (t) =1.5× (J-Jm) dω/dt (4)
此即是电动机依赖于可观测量的数学模型。
若是以加速度a作匀变速运动的情况, 则有:
a=rdω/dt (5)
其中, r为车轮半径。
根据加速度a与时间、速度的关系, 有:
a=[v (t2) -v (t1) ]/ (t2-t1) (6)
v (t1) 、v (t2) 分别为车轮转速在t1、t2时刻的值。联合式 (5) 、 (6) , 就可以得到作匀变速运动的情况下等效转动惯量对应的角加速度dω/dt, 计算公式如下:
dω/dt=[v (t2) -v (t1) ]/[ (t2-t1) ×r]
故在模拟制动时处于匀变速运动的情况时, 那么根据上面相关运算式, 建立微分模型如下:
undefined
由题意知制动减速度为常数。将初始速度与末速度等相关数据代入式 (7) , 联合求解得减速运动时电动机电流的值ie (t) 为174.6344 A。
2.2 问题2
根据能量守恒定律, t时刻制动器路试时功率P1 (t) 等于该时刻等效转动惯量对应的能量变化量dEq (t) , 关系式如下:
P (t) =dEq (t) (8)
同时有如下关系式如下:
P2 (t) =dEe (t) +dEm (t) (9)
P1 (t) =P2 (t) (10)
Eq (t) -Em (t) =[Jmωa (t) 2-Jωb (t) 2]/2 (11)
因为理想状态时ωa (t) 与ωb (t) 相等, 故如果消去轮轴转速度对能量差值的影响, 可得到一个在理想条件下为常数, 但是在非理想状态下随其所处状态的改变而改变的的能差系数N, 表达式如下:
undefined
当处于非理想状态时:
P1 (t) ≠P2 (t) (13)
此时模拟时的角速度与实际路测时的角速度之间总有一段误差, 若N越偏离它在理想状态下的值undefined, 能量误差ΔE=P1 (t) -P2 (t) 越大。
根据残差原理, 如果有n个观测时间点, 观测时间间隔为Δt, 建立评价指标Ev的表达式如下:
undefined
Ev的值越小, 能量误差也就越小, 故当前控制方法的执行结果越好。设定当Ev值小于0.05时, 当前控制方法的执行结果很好;否则执行结果较差, 需要改进控制方法。
代入数据, 得到评价指标Ev=0.0574>0.05, 故问题2的控制方法执行效果较差, 需要进行改进。
3.3 问题3
将制动时间划分为若干时间间隔10ms的微段。设wi, i=0, 1, 2, …, n为不同时刻实验台轮轴角速度观测值, Wi, i=0, 1, 2, …, n为与实验台相对应时刻的路测时角速度, β0为理想的制动角加速度, βi, i=1, 2, …, n为不同时间微段电动机提供的角加速度。Me (i) , i=1, 2, …, n为不同时间微段电动机加载的了扭矩, Mc为理想的制动扭矩, Mc (i) 为不同时间微段实验台加载的制动扭矩。
实验时, 制动器扭矩值并不稳定, 可以认定:
Mc (t) ∈ (Mc-ε, Mc+ε)
对制动器的评价指标就是其在恒力作用下扭矩的稳定性, 将波动ε的大小定为0.05Mc。
可以认为在一个时间微段中Mc (i) 保持一个恒定的值, 而不同时间微段的Mc (i) 是通过随机产生的, 因此其值不一定相同。需要随时调节电动机提供的扭矩, 来使转轴所受总扭矩尽量趋于恒定。为此建立以满足任意时间微段观测角速度与理想角速度一致的优化模型如下:
目标函数:随时间的推移w→W
约束条件:
undefined
设定初始条件为路试等效的转动惯量为48kg·m2, 机械惯量为35kg·m2, 主轴初转速为60rad/s, 末转速为30rad/s, 制动时间为5s。将数据带入上述模型中可得能量差值曲线。
建立基于时间序列的残差评判模型, 得其相对能量误差为:
undefined
计算可得相对误差为:0.0036。故所给的电动机驱动电流控制方法是合理的。
在实际中, 制动器产生的制动力矩并非是一个常数值, 可以通过程序不断根据当前观察到的瞬时转速与/或瞬时扭矩, 设计出下一阶段驱动电流的值。这个过程逐次进行, 直至完成制动。
参考文献
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制动试验台 篇4
随着我国经济大国地位的确立, 我国汽车产品已经走进千家万户, 与此同时汽车关键原件的质量也备受政府关注, 汽车制动软管是汽车制动系统重要部件之一, 它的主要作用是汽车操纵时传递压力, 车辆通过压力的变化实现制动或者缓解功能。目前, 汽车的制动系统广泛采用液压制动方式和气压制动方式, 小型汽车大多采用液压制动系统, 制动执行机构通过液压制动软管将压力传递到制动器完成制动, 而液压制动软管质量的好坏直接决定着制动系统的安全性。
针对2010年实施的新国家标准GB 16897-2010《制动软管的结构、性能要求及试验方法》中液压制动软管的检测项目增加“耐高温脉冲性”试验, 我们研制了制动软管耐高温脉冲性试验台来进行液压制动软管的该项目的检测, 为政府监管和企业质量监控提供技术支持。
2 系统工作原理
液压制动软管高温脉冲测试台适用于液压制动软管的高压脉冲疲劳测试, 用于模拟测试产品实际工况 (高温环境、高温介质、高频脉冲压力振荡冲击) , 以检测并确定其性能。该试验系统主要由四部分组成:
(1) 液压动力系统:提供系统动力的液压源, 以及保证液压动力源和介质的压力转换。
(2) 高温温场系统:提供试验所需的环境温度及安装环境。
(3) 计算机控制系统:电控模块、脉冲信号的输出、压力信号数据采集等组成。
(4) 制动液回收系统:回收系统漏液或由于制动软管接头或产品问题产生的漏液回收。
系统原理图见图1, 把液压制动软管试件安装到压力循环装置上, 液压制动软管试件和到压力循环装置注满HZY3级制动液, 排出空气, 并将液压制动软管总成并置于温度143℃±3℃的高温环境试验箱内。由动力系统产生稳定输出压力, 微机系统发出电脉冲信号控制压力循环系统的通断时间, 进而使压力循环系统产生 (0MPa~11MPa) 脉冲液压源, 并自动控制加压和泄压周期。
系统通过各传感器采集各系统信号, 通过电控模块部分信号处理成为可由数据采集卡处理的计算机信号, 由计算机进行数据处理、分析、保存和打印。
3 系统软件设计
软管高温脉冲测试台系统软件采用点动控制和自动控制两种模式, 软件流程如图2所示, 系统可单独控制完成油泵的启停、排气、吸油、加压、保压等功能, 同时可以通过自动模式进行液压制动软管的自动循环测试。
如图3, 系统通过压力循环控制装置实现液压的脉冲信号控制, 每隔60s实现加压11MPa并保压60s, t为压力上升时间, t≤1s。
4 系统配置实例
如表1所示, 汽车液压制动软管高温脉冲测试台由液压动力站、脉冲发生器、介质系统、高温环境试验箱、电气控制系统、计算机控制与采集系统组成, 专门对制动软管进行高温压力脉冲疲劳试验, 考核其疲劳寿命和疲劳破坏形式, 试样破坏或机器出现故障自动识别并作相应处理。
参考文献
制动试验台 篇5
1 试验目的
通过制动控制装置与基础制动装置匹配试验, 确认制动控制单元的控制特性, 验证制动响应以及滑行控制响应特性, 主要测试以下内容:
1.1 制动响应时间测试
响应时间即制动控制装置接收到制动指令到基础制动压力施加的整个过程的响应时间。对于响应时间, 采用的标准不尽相同, TSI (《跨欧高速铁路系统铁路车辆子系统方面的可互操作性技术规范》) 中要求紧急制动响应时间小于3s, 响应时间为指令延迟时间和一半制动力产生时间的总和, 其中制动力产生时间定义为达到所要求制动力的95%所需的时间。响应时间过长, 制动的响应灵敏度降低, 制动距离会延长。
1.2 滑行控制测试
制动系统的滑行控制一直是制动控制的重点研究内容, 滑行控制不良, 最恶劣的情况下可能会造成动车组的擦轮, 影响列车的运行安全。
2 试验数据的采集
动车组制动系统的简要框图见附图2 (未示风源装置) , 为了突出结构关系, 将防滑阀从基础制动装置中单独列出 (附图1) 。
2.1 试验接线
制动控制装置、防滑阀及基础制动装置之间的管路按照设计图纸进行布置, 管路可以根据计算的容积用等容积的风缸替代。电气控制以及需要采集参数的信号根据实际情况进行。
2.2
采集的参数见表1。
2.3 试验用主要设备和仪器
主要试验设备和测试设备见表2, 具体的数量根据试验要求自行确定。
3 试验
3.1 制动响应时间测试
响应时间即制动控制装置接收到制动指令到基础制动压力施加的整个过程的响应时间。通过系统试验台以及数据采集系统, 记录时间以及BC压力。该测试根据需要可在空车、定员等规定的载重条件下, 在规定的制动级位下进行, 进行3次试验, 对试验结果取平均值。响应时间的取值方法按照相关的标准执行。试验结束后, 可从采集的图形中 (举例:附图4) 直接读取数据, 也可对采集的数据进一步细化分析。
3.2 滑行测试
滑行测试即测试防滑阀检测到滑行信号后, 防滑阀的动作特性是否符合设计要求。
制动指令发出后, 制动控制装置接受到制动指令输出BC压力, 然后通过速度信号发生装置模拟各轴速度信号和设定减速度值模拟各轴滑行状况, 滑行轴按照防滑控制策略进行响应的排气, 通过系统试验台以及数据采集系统记录BC压力值以及时间。确认BC压力的下降特性与设计目标的符合性。
4 结论
4.1 制动控制装置与基础制动装置匹配试验通过对响应时间以及防滑阀的动作进行测试, 在系统装车前地面验证实际动作与设计目标的符合性, 所以匹配试验是非常必要的, 同时具有可操作性。
4.2 通过制动控制装置与基础制动装置匹配试验, 可研究各种载荷、制动级位等不同工况下的响应时间, 可研究响应时间不同的标准及计算方法的差异, 可研究防滑阀的动作特性, 积累切实的一手资料, 为制动系统的设计积累了宝贵的经验。
4.3 通过制动控制装置与基础制动装置匹配试验, 可以对单独的动车或拖车进行试验, 同时也可以整个制动单元进行试验, 具有广泛的应用。
4.4 制动控制装置与基础制动装置匹配试验的试验方法可以在所有轨道车辆上进行应用, 应用范围很广, 尤其是制动控制装置与基础制动装置非同一生产商。
摘要：制动系统是高速动车组的重要组成部分, 其性能的好坏直接影响动车组的安全。制动控制装置及基础制动装置是制动系统的重要单元, 通过研究制动控制装置与基础制动装置的工作原理以及结构特性, 确定匹配试验的试验方法以及试验数据的采集, 验证两者间的实际匹配关系, 确认满足设计要求。
线性电机型钢轨制动性能试验 篇6
因此, 日本铁道综合技术研究所将无需电源的线性电机型钢轨制动列为开发目标。该制动方式是使用交流电作为钢轨制动的励磁, 制动开始时自行发电, 并依靠该电源产生制动力, 该制动方式还具有抑制钢轨升温的优点。为了掌握这种线性电机型钢轨制动的特性, 日本铁道综合技术研究所试制了实际大小的电枢, 在使用了轨道轮的旋转试验装置上进行了试验, 结果如图1所示。
试验结果表明, 获得足够制动力的钢轨制动在设计上是可行的, 即便失去主电路电源, 也可进行制动, 对于抑制钢轨升温也有效果。
电梯下行制动试验理解与分析 篇7
关键词：电梯,曳引力,制动试验,制停距离
0引言
在TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则》中,关于电梯下行制动试验检验,只有定性要求没有定量要求,检验人员在实际检验中很难评判,可操作性差。笔者通过对GB7588-2003中关于制动试验和曳引要求的分析和讨论,提出了一些定量要求。
1GB7588-2003中关于制动试验和曳引的要求
1.1 GB7588-2003中关于制动试验的要求
当轿厢载有125%额定载荷并以额定速度向下运行时,操作制动器应能使曳引机停止运转。在上述情况下,轿厢的减速度不应超过安全钳动作或轿厢撞击缓冲器所产生的减速度。
1.2 GB7588-2003关于曳引的要求
钢丝绳曳引应满足以下三个条件:①轿厢装载至125%额定载荷的情况下应保持平层状态不打滑;②必须保证在任何紧急制动的状态下,不管轿厢内是空载还是满载,其减速度的值不能超过缓冲器(包括减行程的缓冲器)作用时减速度的值;③当对重压在缓冲器上而曳引机按电梯上行方向旋转时,应不可能提升空载轿厢。
2对电梯下行制动试验检验内容与要求的理解和分析
在TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则》中,电梯下行制动试验检验内容和要求中规定“轿厢装载1.25倍额定载重量,以正常运行速度下行至行程下部,切断电动机与制动器供电,曳引机应当停止运转,轿厢应当完全停止,并且无明显变形和损坏”。
根据GB7588-2003中关于制动试验和曳引要求,TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则》中电梯下行制动试验检验内容与要求应理解为对制动器制动能力和曳引力检验的结合,既有对制动器制动能力的检验,又有对电梯下行紧急制动工况下曳引能力的检验。但由于对于试验结果的要求只有定性要求“轿厢应当完全停止”,没有定量要求,因此在实际检验中,检验人员很难判定什么情况下算满足“轿厢应当完全停止”要求,只能凭检验经验判定,仁者见仁,智者见智,很难有统一的看法。而若有定量要求,则很容易操作和判定。
3对电梯下行制动试验结果的要求及判定
3.1 对电梯下行制动试验结果的要求
根据GB7588-2003中关于制动试验和曳引的要求,在进行下行制动试验时,既要满足曳引机停止运转,还要满足轿厢的减速度不超过安全钳动作或轿厢撞击缓冲器所产生的减速度。根据GB7588-2003规定,渐进式安全钳制动时的平均减速度应为0.2g～1.0g(g为重力加速度,m/s2),当轿厢撞击非线性蓄能型缓冲器或耗能型缓冲器时,缓冲器作用期间的平均减速度不应大于1g。
3.2 电梯下行制动试验结果的判定
通过对GB7588-2003规定的分析,可以对下行制动试验结果做出定量要求。在下行制动试验时,如果轿厢的减速度在0.2g～1.0g范围内,则试验结果符合要求。但在现场试验的实践中,用轿厢的减速度判定试验结果同样不易操作,需将其换算成轿厢制停距离,只要制停距离在S2(对应减速度1.0g)和S1(减速度在0.2g)之间,则试验结果符合要求,这样就更容易操作和判定试验结果。
根据运动方程,可计算出电梯在常用额定速度、轿厢减速度在0.2g和1.0g时的轿厢制停距离S(m):
undefined。 (1)
其中:v为电梯额定速度, m/s;a为轿厢减速度,m/s2。
电梯常用的额定速度v有:0.5 m/s、0.63 m/s、1.0 m/s、1.5 m/s、1.6 m/s、1.75 m/s、2.0 m/s、2.5 m/s。
(1) 当减速度a=0.2g时,由式(1)可计算出常用额定速度下的制停距离S1,见表1。
(2) 当减速度a=1.0g时,由式(1)可计算出常用额定速度下的制停距离S2,见表2。
4结束语
电梯下行制动试验是TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则》中的重要试验项目,笔者通过对检验要求与内容的理解和分析,根据GB7588-2003的相关规定,计算出了电梯下行制动试验时的轿厢制动距离,使试验结果既有了定性要求也有了定量要求,从而对试验更容易操作与判定。以上的理解和分析及计算方法可供检验人员在电梯检验中借鉴。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院.GB7588-2003电梯制造与安装安全规范[S].北京:中国标准出版社,2003:23-51.
[2]国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局.电梯监督检验和定期检验规则[S].北京:新华出版社,2010:28.
制动试验台 篇8
汽车制动性能的好坏是安全行车最重要的因素之一, 也是汽车安全检测的重点指标之一。汽车制动性能检测经常采用室内台架试验法, 即采用反力式制动试验台来近似地模拟实际的制动过程, 从而达到对汽车的制动性能进行定量测试与分析的目的。本文设计了一种新型的基于车轮模型的滚筒反力式制动试验台来模拟汽车的制动过程, 并且根据GB7258—2004的相关规定, 研制了一种基于AT89S52单片机的检测系统。该试验台可用于各类学校车辆试验室的试验与教学工作。
1 制动试验台的基本结构及工作原理
滚筒反力式制动试验台由车轮模型、滚筒座、举升机构、底座、导向机构和测试系统等构成。
1.1 滚筒座
图1为滚筒座结构示意图。滚筒座上主要有驱动装置、滚筒组和测量装置。驱动装置由电动机、减速器和链传动组成, 电动机经过减速器减速后驱动主动滚筒, 主动滚筒通过链传动带动从动滚筒旋转。滚筒组由一对直径相同的主、从动滚筒所组成, 相当于一个活动路面, 来承载被检测的车辆模型, 承受和传递制动力。制动力测量装置主要由测力杠杆和应变测力传感器组成, 测力杠杆一端与传感器连接, 另一端与减速器壳体连接。
1.2 举升机构
图2为举升机构示意图。举升机构为一种千斤顶机构, 其中的螺旋机构部分由螺杆和联接螺母组成。螺杆为主动件, 作回转运动;联接螺母为从动件, 作轴向移动, 整个螺旋传动将旋转运动变为直线运动。工作时, 将手柄套在螺杆上, 正向或反向转动手柄, 带动螺杆转动, 使联接螺母沿螺杆往复螺旋移动, 从而实现千斤顶的顶起和回落。
1.3 导向机构
举升机构中的下举臂铰接在底座的角钢上, 上举臂铰接在滚筒座的角钢上, 滚筒座框架在举升机构的作用下上、下运动。为了防止滚筒座框架在水平面上的晃动, 保证其稳定运行, 特设计了导向机构。即设计了4根圆柱形立柱, 分别固定在底座的4个角, 并且分别穿过焊接在滚筒座上的套环。
1—滚筒座框架;2—主动滚筒;3—从动滚筒;4—链传动5—测力臂;6—减速器;7—电动机;8—传感器
1—联接螺母;2—上举臂;3—下举臂;4—螺杆;5—与滚筒座联接的角钢;6—滚筒座;7—底座
制动力检测技术的评判条件是轴制动力占轴重的百分比, 这对不同类型的轮胎来说是比较客观的标准。为此, 该滚筒制动试验台装有轴重测量装置, 即将4个压力传感器 (应变片式) 分别安装在底座的4个支承脚处用于测量轴重。
1.4 工作原理
检测前先将欲测试的车轮模型固定在主、从动滚筒之间, 并且使车轮跟滚筒垂直接触。旋转举升机构中的螺杆, 使举升机构举起滚筒座。由于车轮是固定的, 滚筒组对车轮产生一个竖直向上的举升力, 相应地车轮对滚筒组产生一个竖直向下的反作用力即为轴重。而压力传感器将测得的轴重信号经处理传送给单片机系统, 由数码管显示。启动电机, 经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮转动。当被测车轮制动时, 车轮在其制动器摩擦力矩的作用下开始减速旋转, 此时电机驱动的滚筒对车轮轮胎周缘的切线方向的作用力用以克服制动器摩擦力矩, 维持车轮继续旋转。与此同时车轮轮胎对滚筒表面切线方向施加一个反作用力, 在该反作用力矩作用下, 减速器壳体与测力臂一起向滚筒转动的相反方向摆动, 测力臂一端的力经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号。从测力传感器送来的电信号经放大滤波后, 送往A/D转换器转换成相应的数字量, 经计算机采集、存储和处理。当车轮速度下降20%时, 计算机发出指令使电动机停转。
该试验台的特点是可以对不同类型的车轮进行测试。由于轴重是由举升机构举起滚筒座提供的, 对同一车轮可以在不同的轴重下进行测试。
2 单片机检测系统
2.1 系统硬件结构
本系统中, 其硬件控制核心采用AT89S52单片机。AT89S52是低功耗、高性能的COMS型8位单片机, 其引脚和指令与MCS51单片机兼容。该单片机测控系统框图见图3。
该检测系统主要由传感器、信号调理模块、A/D转换与数据采集电路、上位机与下位机通信模块、启停控制驱动电路和电动机等执行机构组成。主要完成检测、控制和显示3个功能。检测部分将制动力转化为相应的电信号;控制部分负责完成电机的启停, 通过计算机指令发出若干个开关量控制固态继电器, 来实现电机启、停, 从而模拟汽车的制动过程来进行检测;显示部分则将所测的轴重通过数码管显示, 且系统还能对已测数据存储, 以备工作人员打印和数据统计。
由传感器测出的制动力信号经调理电路转换为0mA～20mA电流信号, 再由屏蔽导线长线传输后通过I/V转换及放大滤波将其变换成0V～5V电压信号, 经A/D转换成相应数字量, CPU对得到的数字信号进行相应的处理, 如数据的存储、补偿、转换等;最后, 将处理后的检测数据由数码管显示或根据需要由打印机打印。
2.2 系统软件设计
控制系统软件采用C51语言来编写源代码。源代码经编译成为Intel十六进制文件, 然后通过AT89S52的ISP在线下载功能加载到AT89S52片内的闪速/电擦除程序存储器, 进行在线调试和修改, 大大提高了开发效率。整机软件由主程序、制动力测量子程序、轴重测量子程序、标定子程序、显示子程序、打印子程序、数据存储和传送子程序等组成。检测过程的控制程序流程见图4。
3 结束语
本文介绍的这种基于车轮模型的滚筒反力式制动试验台实现了轴重的精确测量, 而且可以在不同的轴重下对车轮模型的制动力进行检测。同时也可以对不同型号的车轮模型进行检测, 实现了检测对象和条件的多样化, 因此该试验台特别适合各类学校车辆试验室进行试验教学。该试验台采用了常见的、性价比高的元件, 整机易于实现, 可进一步扩展功能, 具有较高的应用价值。
参考文献
[1]崔靖, 周忠川.汽车综合性能检测[M].上海:上海科学技术文献出版社, 1999.
[2]方锡邦, 钱立军, 孙骏.汽车检测技术与设备[M].北京:人民交通出版社, 2005.
[3]张慧, 黄署, 王钦若.基于单片机的滚筒反力式汽车制动力检测系统[J].电子技术, 2004 (6) :11-12.
[4]张忠波, 谢云, 黄曙.汽车制动性能自动检测系统的研制[J].机床与液压, 2005 (2) :123-124.